JP3006559B2 - ハンディスキャナ - Google Patents

ハンディスキャナ

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JP3006559B2
JP3006559B2 JP9236029A JP23602997A JP3006559B2 JP 3006559 B2 JP3006559 B2 JP 3006559B2 JP 9236029 A JP9236029 A JP 9236029A JP 23602997 A JP23602997 A JP 23602997A JP 3006559 B2 JP3006559 B2 JP 3006559B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、手動で原稿上を走
査して画像情報を入力するハンディスキャナに係り、特
に小型、軽量で携帯に適したハンディスキャナに関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、文献“Compact imaging apparatu
s for a pen-shaped hand-held scanner”(SPIE Vol.30
19 p.168-173)や特開昭62−30461号公報等に開
示されているように、ペン型等の小型の筐体に、完全密
着型リニアイメージセンサやローラ等を内蔵した構成の
小型画像入力装置が知られている。
【0003】図11、図12はそのような小型画像入力
装置(ハンディスキャナ)の一例を示している。図11
は筐体を外した内部構成の斜視図、図12は筐体を含ん
だ状態の垂直断面図である。
【0004】この小型画像入力装置は、筐体115に連
設した底板114に、イメージセンサ112と光ファイ
バ収集部材113とを配置し、その底板114の上側
に、発光ダイオード(LED)を線状に配列して構成し
た光源111を配置し、イメージセンサ112の近傍
に、当該画像入力装置を原稿上で走査した際に原稿に接
触して回転するローラ121を配置したものである。ロ
ーラ121は、両端を軸受123で支持されており、ギ
ヤ部124を介してエンコーダ120に連結されてい
る。ローラ121の回転はエンコーダ120で検出さ
れ、それにより画像入力装置が原稿上を走査した距離を
測定する。その他の構成としては、イメージセンサ11
2等に電気的に接続された回路部130が、筐体115
の内部に収納されており、回路部130にはケーブル1
40が接続されている。
【0005】この画像入力装置の動作を説明する。光源
111から発せられた光は、イメージセンサ112の透
明部分と光ファイバ収集部材113とを透過して、図示
していない原稿を照明する。原稿で散乱された光は、光
ファイバ収集部材113を通過して、イメージセンサ1
12により検出される。画像入力装置を原稿に密着させ
て平行移動すると、ローラ121の回転がエンコーダ1
20で読み取られ、それにより原稿の2次元の明暗情報
が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ハンディス
キャナは小型で製造コストが低いことが望ましいが、上
述した従来の構成では、ローラ121をイメージセンサ
112の近傍に配置すると共に、ローラ121の端部に
エンコーダ120を配置しているので、装置の幅や長さ
が大きくなり、小型化に限界があった。さらに、ローラ
121を設けた場合は、軸受123やギヤ部124が必
要となることから、部品点数も多くなり、組み立てに手
間がかかって、製造コストが高くなるという問題もあっ
た。このように、従来の画像入力装置では、装置の外形
が比較的大きく、製造コストが高いという問題があっ
た。
【0007】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
で、小型化が図れ、製造コストも低減できる、簡易型の
ハンディスキャナを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
原稿上を走査して画像情報を生成するスキャナ本体と、
該スキャナ本体からの画像情報を受け取る画像情報受取
装置とからなり、前記スキャナ本体が、照明手段と、複
数の光電変換素子を規則的に配置して構成された光検出
手段と、前記照明手段から発せられた光を原稿に導き、
原稿から反射された光を前記光検出手段に導く光学手段
と、前記照明手段と前記光検出手段と前記光学手段とを
保持する筐体とから構成されているハンディスキャナに
係り、前記画像情報受取装置とスキャナ本体とがケーブ
ルで接続されると共に、画像情報受取装置に、前記ケー
ブルを巻き取り、且つスキャナ本体の移動に伴ってケー
ブルを送り出す巻取手段と、ケーブルの送り出し量を測
定することでスキャナ本体の移動距離を検出する変位検
出手段とが設けられていることを特徴としている。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載のハ
ンディスキャナに係り、前記ケーブルが、テープ状のケ
ーブルであることを特徴としている。
【0010】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載のハンディスキャナに係り、前記変位検出手段が、発
光素子と、前記ケーブルに設けた規則的な濃淡のパター
ンと、該濃淡のパターンからの透過光あるいは反射光を
検出するように配置された受光素子とを含んでなること
を特徴としている。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項1又は2記
載のハンディスキャナに係り、前記変位検出手段が、前
記ケーブルの送り出し量に応じた信号を出力するポテン
ショメータからなることを特徴としている。
【0012】請求項5記載の発明は、請求項1記載のハ
ンディスキャナに係り、前記光検出手段が、透明基板上
に薄膜半導体で形成したイメージセンサで構成され、前
記光学手段が、前記イメージセンサの前記光電変換素子
側に密着して配置された光ファイバ収集部材で構成され
ていることを特徴としている。
【0013】請求項6記載の発明は、請求項1記載のハ
ンディスキャナに係り、前記光検出手段が、結晶半導体
で形成したイメージセンサで構成され、前記光学手段
が、前記イメージセンサの前記光電変換素子側に密着し
て配置された光ファイバ収集部材で構成されていること
を特徴としている。
【0014】請求項7記載の発明は、請求項1記載のハ
ンディスキャナに係り、前記照明手段が、支持基板上に
複数の発光素子を規則正しく配置して構成され、前記支
持基板が前記光検出手段と平行に設置されていることを
特徴としている。
【0015】請求項8記載の発明は、請求項1記載のハ
ンディスキャナに係り、前記照明手段が、光が全反射を
繰り返して伝搬され且つ一様に散乱されて外部に放射さ
れるように形成された散乱中心を含む光の伝搬散乱手段
と、前記伝搬散乱手段の一端あるいは両端に1個あるい
は複数配置された発光素子とで構成され、前記伝搬散乱
手段が前記光検出手段と平行に設置されていることを特
徴としている。
【0016】請求項9記載の発明は、請求項1記載のハ
ンディスキャナに係り、前記照明手段が、透明基板上に
透明電極と有機薄膜と不透明電極とを順次形成した光源
として構成され、前記透明基板が前記光検出手段と平行
に設置されていることを特徴としている。
【0017】
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。 ◇第1の実施形態 図1は、本発明の第1の実施形態であるハンディスキャ
ナ10の構成を示す説明図である。このハンディスキャ
ナ10は、片手で持てるペン型の筐体14内に、光源
(照明手段)11、イメージセンサ(光検出手段)1
2、光ファイバ収集部材(光学手段)13、巻取機構2
2、フォトインタラプタ24を収容し、巻取機構22に
巻かれたテープ(紐体)21を巻尺のように外に引き出
せるようにしたものである。光源11、イメージセンサ
12、光ファイバ収集部材13については、先に説明し
た従来のものと同じであるので、説明は省略する。
【0019】上記テープ21は、非伸縮性材料から構成
されたものであり、巻取機構22の軸22a(この軸
は、巻取り回転方向に図示略のバネで付勢されている)
に基端が固定され、自由状態で軸22aの外周に巻き取
られており、指で押さえることができる先端のタブ23
のみが、筐体14の外に露出するようにして保持されて
いる。このテープ21の表面には、図2に示すように、
規則的な白黒パターン(濃淡のパターン)25が形成さ
れており、フォトインダラプタ24が、その白黒パター
ン25からの透過光あるいは反射光を検出できるように
なっている。そして、フォトインダラプタ24に接続さ
れた回路部(図示略)が、白黒パターン25の通過を計
数することにより、筐体14の外部に引き出しているテ
ープ21の長さ、つまりテープ21の先端を固定した状
態でスキャナ10を移動した場合はその変位量を検出す
ることができるようになっている。なお、この実施形態
では、フォトインダラプタ24と白黒パターン25と
が、スキャナ10の変位を検出する変位検出手段を構成
している。
【0020】次に図1、図2を参照しながら動作を説明
する。まず、タブ23を指で押さえてテープ21の先端
を固定する。次に、テープ21に弛みができないように
しながら、スキャナ10を、図示しない原稿の上に密着
させて、手動で図1の矢印Aの方向に移動する。そうす
ると、スキャナ10の移動距離に応じて巻取機構22か
らテープ21が送り出される。そして、テープ21に形
成した白黒パターン25の透過光あるいは反射光がフォ
トインタラプタ24で検出されることにより、スキャナ
10の移動距離が測定される。
【0021】ここで、イメージセンサ12は、従来と同
じ動作により、1次元の明暗情報を検出する。従って、
スキャナ10の移動距離が所望の変位に達する毎に、こ
の1次元の明暗情報を記録することにより、原稿の2次
元情報が得られる。
【0022】このスキャナ10の場合、スキャナ10の
走査距離を検出するための部品として、巻取機構22に
巻かれたテープ21と、フォトインタラプタ24とを用
いているだけであり、従来のようにローラやエンコーダ
を用いないので、その分スキャナの小型化が可能にな
る。また、ローラが不要であるから、軸受等の部品が要
らない分、部品点数が少なくなると共に、組み立ての手
間の削減が可能となり、製造コストを低くできる。
【0023】なお、上記実施形態では、スキャナ10の
変位量を検出する手段として、テープ21上に形成した
白黒パターン25と、フォトインタラプタ24とを採用
したが、これに限られない。例えば、テープ21の送り
出しに連動する物体の運動を検出するようにしても良
い。図3は、テープ21の送り出しに連動する巻取機構
22の軸22aの外周に白黒パターン26を形成し、反
射型フォトインタラプタ24により、軸22aの回転を
読み取れるようにした例を示している。また、図4に示
すように、巻取機構(図示略)の軸22aの回転をポテ
ンショメータ27で電圧信号に変換するようにしても良
い。図3、図4の例の場合、テープ21に白黒パターン
は当然必要ない。
【0024】また、上記実施形態において、スキャナ1
0に内蔵されている光源(照明手段)11、イメージセ
ンサ(光検出手段)12、光ファイバ収集部材(光学手
段)13としては、さまざまな組み合せが可能である。
図5は、従来の組み合せをそのまま用いて構成した例を
示している。照明手段は、プリント基板43上に発光ダ
イオード(LED)44を複数規則的に配置して構成さ
れている。光検出手段としては、透明基板上に薄膜半導
体で形成したイメージセンサ41が用いられている。ま
た、光学手段としては、集光レンズ45と光ファイバ収
集部材42との組み合わせが用いられている。
【0025】この場合の動作は次のようになる。光はL
ED44からある角度分布をもって発せられ、集光レン
ズ45によりイメージセンサ41に平行な線状の領域に
集められる。こうして集められた光は、イメージセンサ
41の透明部分を透過して光ファイバ収集部材42に入
射し、光ファイバ内部を伝搬して原稿を照明する。原稿
からの反射光は、再び光ファイバ収集部材42に入射し
て、イメージセンサにより検出される。
【0026】この構成の場合、光ファイバ収集部材4
2、イメージセンサ41の厚さはそれぞれ1〜2mm、
集光レンズ45の下端からプリント基板の上端までは4
〜5mm、イメージセンサ41と集光レンズ45の下端
との距離は1〜2mmであるので、全体の厚さは7〜1
0mm程度に納められる。
【0027】図6の例では、照明手段として、光ファイ
バ等の導光体46に光の散乱体47を設け、その両端に
LED48を配置したものを採用している。LED48
から発せられた光は、導光体46の内部を伝搬し、散乱
体47により散乱されて、イメージセンサ41の方向に
漏れ出る。その後の動作は前述の通りである。この構成
では、直径1mm程度の光ファイバ等の導光体46の一
部の表面を粗な状態に加工したものをイメージセンサ4
1に密着して配置することにより、導光体46の上端か
ら、光ファイバ収集部材42の下端までの距離を約3m
m程度にまで小型化することができる。
【0028】図7の例では、照明手段として、有機薄膜
から発せられるエレクトロ・ルミネッセンス(EL)を
利用している。この照明手段は、ガラス基板51上にイ
ンジウム、スズの酸化膜等で透明電極52を形成し、そ
の上にELを発する機能を持つ有機材料の薄膜53を形
成し、さらにその上に反射電極54を形成して構成され
ている。両方の電極52、54に電圧を印加すると、両
方の電極52、54に挟まれた領域の有機薄膜53か
ら、透明電極52、ガラス基板51を透過して光がイメ
ージセンサ41の方向に発せられる。この構成でも、厚
さ1mm程度のガラス基板上に厚さ1ミクロン以下の薄
膜を形成したものを、イメージセンサ41に密着して配
置することにより、光源の上端から光ファイバ収集部材
42の下端までの距離を約3mm程度にまで小型化する
ことができる。
【0029】図8の例では、照明手段として、従来と同
様にプリント基板43上に設けたLED44を用い、光
検出手段として、結晶シリコンで形成したイメージセン
サ61を用い、光学手段として、光ファイバ収集部材4
2を用いている。結晶シリコンは光を透過しないので、
光電変換素子を形成した面を光ファイバ収集部材42に
密着させる。光源からの光は、結晶Siイメージセンサ
61の端部から光ファイバ収集部材42に入射して原稿
を照明する。原稿からの反射光は、結晶Siイメージセ
ンサ61の光電変換素子で検出される。この構成では、
光源の上端から光ファイバ収集部材42の下端までの距
離は7〜10mm程度になる。
【0030】図9の例では、照明手段として、従来と同
様にプリント基板43上に設けたLED44を用い、光
検出手段として、結晶シリコンで形成したイメージセン
サ61を用い、光学手段として、屈折率分散型レンズア
レイ62を用いている。LED44から発せられた光は
原稿を照明し、原稿からの反射光は、屈折平率分散型レ
ンズアレイ62により結晶Siイメージセンサ61に結
像されて検出される。この例では、結晶Siイメージセ
ンサ61とLED44とを同一のプリント基板43に搭
載しているが、別の基板に搭載しても良い。屈折率分散
型レンズアレイ62の共役長、即ち、原稿とイメージセ
ンサ61の結像面との距離は、少なくとも9mm程度を
要するので、光源の上端から屈折率分散型レンズアレイ
62の下端までの距離は最小でも10mm程度になる。
【0031】以上のように、照明手段、光検出手段、光
学手段として、種々の組み合わせを用いることにより、
スキャナの寸法を一段と小さく抑えることができ、スキ
ャナの小型化を図ることができる。
【0032】◇第2の実施形態 図10は、本発明の第2の実施形態のハンディスキャナ
の構成を示す説明図である。このハンディスキャナは、
原稿上を走査して画像情報を生成するスキャナ本体10
Aと、スキャナ本体10Aからの画像情報を受け取る画
像情報受取装置30とからなる。画像情報受取装置30
は、スキャナ本体10Aから転送される画像情報を受け
取る携帯情報端末やノート型パーソナルコンピュータ、
あるいはファクシミリの場合ならばファクシミリ本体等
である。スキャナ本体10Aは、画像情報受取装置30
のスキャナ格納部31に格納することで、画像情報受取
装置30と一体化できるようになっている。
【0033】スキャナ本体10Aは、前述した第1の実
施形態のスキャナ10と同様に、光源11と、イメージ
センサ12と、光ファイバ収集部材13と、筐体14と
を具備している。但し、このハンディスキャナは、テー
プの代わりにケーブル21Aを有し、巻取機構22やフ
ォトインタラプタ24を、スキャナ本体10A側でな
く、画像情報受取装置30側に設けるようにした点に特
徴がある。
【0034】画像情報受取装置30とスキャナ本体10
Aとは、情報を伝達するためのテープ状のケーブル21
Aで接続されている。ケーブル21Aの先端はスキャナ
本体10Aの筐体14に固定され、ケーブル21Aの基
端は巻取機構22の軸22aに固定されている。そし
て、ケーブル21Aは自由状態において巻取機構22に
巻き取られている。
【0035】このハンディスキャナを用いる場合は、画
像情報受取装置30からスキャナ本体10Aを外して、
スキャナ本体10Aを、図示しない原稿の上に密着させ
て、手動で移動する。そうすると、スキャナ本体10A
の移動距離に応じて巻取機構22からケーブル21Aが
送り出され、ケーブル21Aに形成した白黒パターンの
透過光あるいは反射光がフォトインタラプタ24で検出
されることにより、スキャナ本体10の移動距離が測定
される。イメージセンサ12は1次元の明暗情報を検出
しているので、スキャナ本体10Aの移動距離が所望の
変位に達する毎に1次元の明暗情報を記録することで、
原稿の2次元情報が得られる。
【0036】なお、スキャナ10やスキャナ本体10A
を走査する際の移動方向は、テープ21やケーブル21
Aが送り出される方向(テープ等を繰り出す方向)でも
良いし、繰り出したテープ等を巻き取る方向でも良い。
その際、テープ21(ケーブル21A)とスキャナ10
(スキャナ本体10A)が直角の関係のまま移動するの
が良い。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の構
成によれば、巻取機構に巻き取られたケーブルと、その
送り出し長さを検出する変位検出手段とを設けたことに
より、従来必要だったローラ、エンコーダ等の部品を省
略することができる。従って、スキャナの小型化が図れ
ると共に、部品点数や組立工数の削減が図れ、製造コス
トを低くできる。特に、ケーブルの先端は、画像情報受
取装置に確実に固定されているので、操作しやすい。
【0038】加えて、巻取機構や変位検出手段が画像情
報受取装置側に設けられている上、スキャナ本体と画像
情報受取装置とを電気的接続するケーブルが(巻取機構
によって巻き取られる)紐体として流用されているの
で、スキャナ本体側の収納負担を軽減でき、それゆえ、
スキャナ本体を一層小型化できる。
【0039】また、変位検出手段としては、請求項3及
び請求項4に記載のように各種のものを採用することが
できるし、光検出手段や照明手段としては、請求項5乃
至請求項9に記載のような各種のものが採用でき、これ
らの場合、いずれもスキャナの小型化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態であるハンディスキャ
ナの構成を概略示す斜視図である。
【図2】同実施形態における変位検出手段の一例を示す
斜視図である。
【図3】同実施形態における変位検出手段の別の一例を
示す斜視図である。
【図4】同実施形態における変位検出手段の更に別の一
例を示す斜視図である。
【図5】同実施形態における光検出手段と照明手段の一
例を示す斜視図である。
【図6】同実施形態における光検出手段と照明手段の別
の一例を示す斜視図である。
【図7】同実施形態における光検出手段と照明手段の更
に別の一例を概略示す斜視図である。
【図8】同実施形態における光検出手段と照明手段の更
に別の一例を概略示す斜視図である。
【図9】同実施形態における光検出手段と照明手段の更
に別の一例を概略示す斜視図である。
【図10】本発明の第2の実施形態であるハンディスキ
ャナの構成を概略示す斜視図である。
【図11】従来のハンディスキャナの例を示す斜視図で
ある。
【図12】同ハンディスキャナの断面図である。
【符号の説明】
10 スキャナ 10A スキャナ本体 11 光源(照明手段) 12 イメージセンサ(光検出手段) 13 光ファイバ収集部材(光学手段) 14 筐体 21 テープ(紐体) 21A ケーブル 22 巻取機構 23 タブ 24 フォトインタラプタ(変位検出手段) 25 白黒パターン 26 白黒パターン 27 ポテンショメータ 30 画像情報受取装置 41 薄膜半導体イメージセンサ(光検出手段) 42 光ファイバ収集部材(光学手段) 43 プリント基板 44 LED(照明手段) 45 集光レンズ 46 導光体 47 散乱体 48 LED 51 ガラス基板(透明基板) 52 透明電極 53 有機EL薄膜 54 反射電極 61 結晶Siイメージセンサ 62 屈折率分散型レンズアレイ
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−149213(JP,A) 特開 平9−149212(JP,A) 特開 平7−245676(JP,A) 特開 昭56−14766(JP,A) 特開 昭63−95769(JP,A) 実開 平3−82965(JP,U) 実開 昭63−552(JP,U) 実開 平2−112063(JP,U) 実開 平3−84677(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 1/00 H04N 1/107

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原稿上を走査して画像情報を生成するス
    キャナ本体と、該スキャナ本体からの画像情報を受け取
    る画像情報受取装置とからなり、 前記スキャナ本体が、照明手段と、複数の光電変換素子
    を規則的に配置して構成された光検出手段と、前記照明
    手段から発せられた光を原稿に導き、原稿から反射され
    た光を前記光検出手段に導く光学手段と、前記照明手段
    と前記光検出手段と前記光学手段とを保持する筐体とか
    ら構成されているハンディスキャナにおいて、 前記画像情報受取装置とスキャナ本体とがケーブルで接
    続されると共に、 画像情報受取装置に、 前記ケーブルを巻き取り、且つスキャナ本体の移動に伴
    ってケーブルを送り出す巻取手段と、 ケーブルの送り出し量を測定することでスキャナ本体の
    移動距離を検出する変位検出手段とが設けられているこ
    とを特徴とするハンディスキャナ。
  2. 【請求項2】 前記ケーブルが、テープ状のケーブルで
    あることを特徴とする請求項1記載のハンディスキャ
    ナ。
  3. 【請求項3】 前記変位検出手段が、発光素子と、前記
    ケーブルに設けた規則的な濃淡のパターンと、該濃淡の
    パターンからの透過光あるいは反射光を検出するように
    配置された受光素子とを含んでなることを特徴とする請
    求項1又は2記載のハンディスキャナ。
  4. 【請求項4】 前記変位検出手段が、前記ケーブルの送
    り出し量に応じた信号を出力するポテンショメータから
    なることを特徴とする請求項1又は2記載のハンディス
    キャナ。
  5. 【請求項5】 前記光検出手段が、透明基板上に薄膜半
    導体で形成したイメージセンサで構成され、前記光学手
    段が、前記イメージセンサの前記光電変換素子側に密着
    して配置された光ファイバ収集部材で構成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載のハンディスキャナ。
  6. 【請求項6】 前記光検出手段が、結晶半導体で形成し
    たイメージセンサで構成され、前記光学手段が、前記イ
    メージセンサの前記光電変換素子側に密着して配置され
    た光ファイバ収集部材で構成されていることを特徴とす
    る請求項1記載のハンディスキャナ。
  7. 【請求項7】 前記照明手段が、支持基板上に複数の発
    光素子を規則正しく配置して構成され、前記支持基板が
    前記光検出手段と平行に設置されていることを特徴とす
    る請求項1記載のハンデイスキヤナ。
  8. 【請求項8】 前記照明手段が、光が全反射を繰り返し
    て伝搬され且つ一様に散乱されて外部に放射されるよう
    に形成された散乱中心を含む光の伝搬散乱手段と、前記
    伝搬散乱手段の一端あるいは両端に1個あるいは複数配
    置された発光素子とで構成され、前記伝搬散乱手段が前
    記光検出手段と平行に設置されていることを特徴とする
    請求項1記載のハンディスキャナ。
  9. 【請求項9】 前記照明手段が、透明基板上に透明電極
    と有機薄膜と不透明電極とを順次形成した光源として構
    成され、前記透明基板が前記光検出手段と平行に設置さ
    れていることを特徴とする請求項1記載のハンディスキ
    ヤナ。
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